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JP3234868B2 - Method for producing D-glucoside 3-dehydrogenase and D-glucoside 3-dehydrogenase or its contents - Google Patents
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JP3234868B2 - Method for producing D-glucoside 3-dehydrogenase and D-glucoside 3-dehydrogenase or its contents - Google Patents

Method for producing D-glucoside 3-dehydrogenase and D-glucoside 3-dehydrogenase or its contents

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JP3234868B2
JP3234868B2 JP27505993A JP27505993A JP3234868B2 JP 3234868 B2 JP3234868 B2 JP 3234868B2 JP 27505993 A JP27505993 A JP 27505993A JP 27505993 A JP27505993 A JP 27505993A JP 3234868 B2 JP3234868 B2 JP 3234868B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スクロース、D−グル
コース、D−グルコシドなどに作用し、相当する糖の3
位を特異的に脱水素し、3ケト糖を生成する新規な酵
素、即ち、新規なD−グルコシド3−デヒドロゲナー
ゼ、及びその含有物並びにそれらの製造方法に関する。
The present invention relates to the action of sucrose, D-glucose, D-glucoside, etc.
The present invention relates to a novel enzyme that specifically dehydrogenates at a position to produce a 3-keto sugar, that is, a novel D-glucoside 3-dehydrogenase, its contents, and methods for producing them.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】アグロバクテリウム・ツメフ
ァシエンス(Agrobacterium tumef
aciens)がD−グルコシド3−デヒドロゲナーゼ
の生産能を有することは知られている(EC1.1.9
9.13:「酵素ハンドブック」p73,朝倉書店,1
982)が、このアグロバクテリウム・ツメファシエン
スは、高等植物に感染してクラウンゴールと呼ばれる変
異を誘発するため、D−グルコシド3−デヒドロゲナー
ゼ生産には、製造過程でこの微生物が自然界へ流失する
のを確実に防止しなければならないといった植物病原菌
管理上の大きな難点がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumef)
aciens) is known to have the ability to produce D-glucoside 3-dehydrogenase (EC 1.1.9).
9.13: “Enzyme Handbook” p73, Asakura Shoten, 1
982), however, since this Agrobacterium tumefaciens infects higher plants and induces a mutation called crown gall, the production of D-glucoside 3-dehydrogenase requires the elimination of this microorganism to the natural world during the manufacturing process. There is a major drawback in the control of phytopathogenic bacteria, which must be reliably prevented.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明は、サイトファー
ガ属に属する微生物もまたD−グルコシド3−デヒドロ
ゲナーゼ生産能を有する、しかも、前述したアグロバク
テリウム・ツメファシエンスが生産するD−グルコシド
3−デヒドロゲナーゼとは異なるものの生産能を有する
という本発明者等による知見に基づくものである。ま
た、このサイトファーガ属に属する微生物から抽出され
た、酵素として分離される前の酵素含有物も、D−グル
コシド3−デヒドロゲナーゼの酵素としての活性を前述
した難点なく発揮し得る。
According to the present invention, a microorganism belonging to the genus Cytophaga also has the ability to produce D-glucoside 3-dehydrogenase, and the D-glucoside 3-produced by Agrobacterium tumefaciens described above. It is based on the finding by the present inventors that they have a productivity different from dehydrogenase. In addition, the enzyme-containing substance extracted from the microorganism belonging to the genus Cytophaga before being separated as an enzyme can also exert the enzyme activity of D-glucoside 3-dehydrogenase without the above-mentioned difficulties.

【0004】即ち、本発明の酵素は、次の性質を有する
D−グルコシド3−デヒドロゲナーゼである。 (1)作用 スクロース、D−グルコース、D−グルコシドなどの糖
類の3位の水酸基を特異的に脱水素により酸化し、3ケ
ト糖を生成する。 (2)基質特異性 スクロース、D−グルコース、D−ガラクトース、マル
トース、α−メチル−D(+)−グルコシドなどの3位
の水酸基を特異的に脱水素により酸化し、3ケト糖を生
成するほか、無水環状糖アルコールである1,5−アン
ヒドロ−D−グルシトールにも作用する。 (3)至適pH イオン強度0.05の緩衝液中では、pH8に至適pH
を有する。 (4)安定pH範囲 イオン強度0.05の緩衝液中での37℃、30分間処
理では、pH6〜9の範囲で80%以上の活性を示し、
安定である。 (5)作用適温の範囲 25mMトリス−塩酸緩衝液中での作用適温は40〜6
5℃、至適温度は約55℃にある。 (6)温度による失活 0.2%トライトンX−100を含む10mMリン酸緩
衝液(pH6.0)中で55℃で30分間処理するとほ
ぼ失活する。 (7)阻害、活性化及び安定化 カルシウムイオンによる活性阻害はない。エチレンジア
ミン4酢酸ナトリウムによる失活も認められない。ま
た、トリス−塩酸緩衝液において、イオン濃度が50m
M〜100mMの範囲で活性が一定化する。 (8)分子量 SDS−ポリアクリルアミド電気泳動法により約67,
000にバンドを形成する。
That is, the enzyme of the present invention is a D-glucoside 3-dehydrogenase having the following properties. (1) Action The hydroxyl group at the 3-position of saccharides such as sucrose, D-glucose and D-glucoside is specifically oxidized by dehydrogenation to generate a 3-keto sugar. (2) Substrate specificity A hydroxyl group at position 3 such as sucrose, D-glucose, D-galactose, maltose, α-methyl-D (+)-glucoside is specifically oxidized by dehydrogenation to generate a 3-keto sugar. In addition, it acts on 1,5-anhydro-D-glucitol which is an anhydrous cyclic sugar alcohol. (3) Optimum pH In a buffer having an ionic strength of 0.05, the optimum pH is 8
Having. (4) Stable pH range When treated at 37 ° C. for 30 minutes in a buffer having an ionic strength of 0.05, it exhibits an activity of 80% or more in the pH range of 6 to 9,
It is stable. (5) Range of optimum temperature for action The optimum temperature for action in 25 mM Tris-HCl buffer is 40 to 6
5 ° C., the optimum temperature is about 55 ° C. (6) Inactivation by temperature When treated at 55 ° C. for 30 minutes in a 10 mM phosphate buffer (pH 6.0) containing 0.2% Triton X-100, almost inactivation occurs. (7) Inhibition, activation and stabilization There is no inhibition of activity by calcium ions. No deactivation by sodium ethylenediaminetetraacetate was observed. In the Tris-HCl buffer, the ion concentration is 50 m
Activity is constant in the range of M to 100 mM. (8) Molecular weight According to SDS-polyacrylamide electrophoresis, about 67,
000 to form a band.

【0005】また、本発明の製造方法は、サイトファー
ガ属に属し、上記性質を有するD−グルコシド3−デヒ
ドロゲナーゼを生産する微生物を培地中で好気条件下で
培養し、培養物から上記性質を有するD−グルコシド3
−デヒドロゲナーゼまたはその含有物を得ることを特徴
とする上記性質を有するD−グルコシド3−デヒドロゲ
ナーゼまたはその含有物の製造方法である。
Further, the production method of the present invention belongs to the site fur moth genus, and cultured under aerobic conditions a microorganism producing D- glucoside 3- dehydrogenase having the above properties in a medium, the nature of the culture D-glucoside 3 having
-A method for producing D-glucoside 3-dehydrogenase having the above-mentioned properties or a content thereof, which comprises obtaining a dehydrogenase or a content thereof.

【0006】本発明の酵素は、スクロース、D−グルコ
ース、D−グルコシドなどの糖類の3位の水酸基を特異
的に脱水素により酸化し、3ケト糖を生成する作用を有
するD−グルコシド3−デヒドロゲナーゼである。ま
た、無水環状糖アルコールである1,5−アンヒドロ−
D−グルシトールにも作用するという基質特異性を有す
る。そして、前述したアグロバクテリウム・ツメファシ
エンスが生産するD−グルコシド3−デヒドロゲナーゼ
がカルシウムイオンによって活性を阻害されるのに対
し、本発明の酵素は、カルシウムイオンによって活性を
阻害されない点で大きく相違する。
[0006] The enzyme of the present invention specifically oxidizes the hydroxyl group at the 3-position of saccharides such as sucrose, D-glucose and D-glucoside by dehydrogenation to produce 3-ketosugar. Dehydrogenase. Also, an anhydrous cyclic sugar alcohol, 1,5-anhydro-
It has a substrate specificity of acting on D-glucitol. The activity of D-glucoside 3-dehydrogenase produced by Agrobacterium tumefaciens is inhibited by calcium ions, whereas the activity of the enzyme of the present invention is not inhibited by calcium ions.

【0007】使用にあたっては、ポリアクリルアミド、
光架橋性樹脂、ポリウレタン樹脂、カッパカラギーナ
ン、アルギン酸ナトリウム、イオン交換樹脂、半透膜、
高分子酵素修飾剤などにより固定化したものを使用する
こともできる。用途としても、スクロース、D−グルコ
ース、D−グルコシドなど相当する糖の3位を特異的に
脱水素し、3ケト糖を生成すること自体の外に、3ケト
糖の生成を利用した種々分析、例えば、3ケト糖の生成
量測定、相当する糖の減少量測定なども挙げられる。グ
ルコシドの1位及び/又は2位の位置に水酸基を有しな
い糖の定量、具体的一例として、糖尿病診断用試薬など
への利用もなせるところである。
In use, polyacrylamide,
Photocrosslinkable resin, polyurethane resin, kappa carrageenan, sodium alginate, ion exchange resin, semipermeable membrane,
Those immobilized with a high-molecular enzyme modifier or the like can also be used. As an application, in addition to producing the 3-keto sugar itself by specifically dehydrogenating the 3-position of the corresponding sugar such as sucrose, D-glucose, D-glucoside, etc., various analyzes utilizing the production of the 3-keto sugar For example, measurement of the production amount of triketosugar, measurement of the reduction amount of the corresponding sugar, and the like can be mentioned. Quantification of sugars having no hydroxyl group at the 1-position and / or 2-position of glucoside, as a specific example, can be used as a reagent for diagnosing diabetes.

【0008】また、本発明の製造方法で用いるサイトフ
ァーガ属に属する微生物は、保存菌株の中から選択して
も、自然界から分離しても、また、これらの変異菌株を
用いてもよい。更には、これら菌株からの人為的創製
物、例えば、これら菌株の細胞中から本酵素生産に関与
する遺伝子を切出し、プラスミドなどのベクターに挿入
し、このベクターにより宿主を形質転換したものを用い
たりしてもよい。宿主には、エシェリヒア・コリ(Es
cherichia coli)や酵母のような異種宿
主、また、サイトファーガ属に属する微生物のような同
種宿主がある。尚、保存菌株中のサイトファーガ属に属
する微生物としては、サイトファーガ・アレルギーナ
(Cytophaga allerginae)ATC
C35408、サイトファーガ・アクチリス(C.aq
uatilis)ATCC2955、サイトファーガ・
アウランチアカ(C.aurantiaca)ATCC
12208、サイトファーガ・デフルエンス(C.di
ffluens)ATCC23144、サイトファーガ
・ファーメンタス(C.fermentans)ATC
C19072、サイトファーガ・フレベンシス(C.f
levensis)ATCC27944、サイトファー
ガ・ハッチンソニ(C.hutchinsonii)A
TCC33406、サイトファーガ・ジョンソーナ
(C.johnsonae)ATCC29583、サイ
トファーガ・ラターキュラ(C.latercula)
ATCC23177、サイトファーガ・リチカ(C.l
ytica)ATCC23174、サイトファーガ・マ
リノフラバ(C.marinoflava)ATCC1
9326、サイトファーガ・サルモニカラー(C.sa
lmonicolor)ATCC19041などを例挙
でき、これらの中では、サイトファーガ・マリノフラバ
ATCC19326の生産能が高い。
[0008] The microorganism belonging to the genus Cytophaga used in the production method of the present invention may be selected from among conserved strains, may be isolated from nature, or may be a mutant strain thereof. Furthermore, an artificially created product from these strains, for example, a gene involved in the production of the present enzyme is excised from the cells of these strains, inserted into a vector such as a plasmid, and a host transformed with this vector may be used. May be. Escherichia coli (Es)
There are heterologous hosts such as C. cherichia coli and yeast, and homologous hosts such as microorganisms belonging to the genus Cytophaga. The microorganism belonging to the genus Cytophaga in the stock strains includes Cytophaga allergic ATC.
C35408, Cytoferga actiris (C. aq
uatilis) ATCC 2955, Cytofaga
C. aurantiaca ATCC
12208, Cytoferga fluence (C. di
ffluens) ATCC 23144, C. fermentans ATC.
C19072, Cytoferga Flebensis (C.f.
Levensis) ATCC 27944, C. hutchinsoni A
TCC 33406, C. johnsonae ATCC 29583, C. latercula
ATCC 23177, Cytoferga Ricica (Cl.
ytica) ATCC23174, C. marinoflava ATCC1
9326, Cytoferga Salmonicolor (C. sa
lmoniccolor) ATCC 19041, among which the production ability of Cytoferga marinoflava ATCC 19326 is high.

【0009】酵素を大量に得るには上記微生物を培養す
る。概ね好ましいのは、培養温度が20℃〜30℃程
度、培養中のpHが5〜8程度、培養時間は1〜9日間
程度であると言えるが、一般的な微生物の培養方法に準
じて適宜組成の適宜培地によって適宜好気条件下で培養
すればよい。例えば、固体培地、液体培地、あるいは、
合成培地、半合成培地、天然培地と適宜培地を用いれば
よい。栄養源についても、澱粉、澱粉加水分解物、糖
密、スクロース、マルトース、フラクトース、グルコー
ス、大豆油、チキンオイルなどの炭素源とか、ペプト
ン、麦芽エキス、肉エキス、酵母エキス、大豆粉、脱脂
大豆粉、ピーナッツミール、グルテンミールなどの窒素
源とか、また、リン酸第1カリウム、リン酸第2カリウ
ム、リン酸2ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグ
ネシウム、硫酸第1鉄、炭酸カルシウム、塩化ナトリウ
ムなどの無機塩類とか、適宜また必要に応じて選択すれ
ばよい。
To obtain a large amount of the enzyme, the above microorganism is cultured. It is generally preferable that the culture temperature is about 20 ° C. to 30 ° C., the pH during the culture is about 5 to 8 and the culture time is about 1 to 9 days, but it is appropriate according to a general microorganism culture method. What is necessary is just to culture | cultivate under aerobic conditions suitably with the culture medium of a suitable composition. For example, a solid medium, a liquid medium, or
A synthetic medium, a semi-synthetic medium, and a natural medium may be appropriately used. As for nutrient sources, carbon sources such as starch, starch hydrolyzate, molasses, sucrose, maltose, fructose, glucose, soybean oil, chicken oil, peptone, malt extract, meat extract, yeast extract, soybean powder, defatted soybean Nitrogen sources such as flour, peanut meal, gluten meal, etc., potassium monophosphate, dipotassium phosphate, disodium phosphate, magnesium sulfate, magnesium chloride, ferrous sulfate, calcium carbonate, sodium chloride, etc. Inorganic salts or the like may be appropriately selected as needed.

【0010】培養物中から酵素を分離するにあたって
は、従来の酵素分離方法をそのまま利用できる。例え
ば、液体培養法や固体培養法により培養された菌体をろ
過や遠心分離により培養液と菌体に分離した後、水、水
性溶剤(塩化ナトリウム、塩酸、酢酸、クエン酸など)
の水溶液、種々の緩衝液など、適宜液を使用しての適宜
抽出操作によって、酵素の抽出液を得ることができる。
また、目的の酵素が細胞内で可溶化した状態で存在して
いない場合などは、界面活性剤を含む緩衝液などを用い
て可溶化し、酵素の抽出液を得ることができる。ここ
で、界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム(S
DS)、コール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリ
ウム(DOC)、セチルトリメチルアンモニウムブロミ
ド(C16TAB)、ドデシルピリジニウムクロリド、
3−[(3−コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ]
−1−プロパンスルホン酸(CHAPS)などのイオン
性界面活性剤や、ポリオキシエチレンイソオクチルフェ
ニルエーテル(トライトンXシリーズ)、ポリオキシエ
チレンソルビトールエーテル(ツイーンシリーズ)、ポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ノニデント
P40)などの非イオン性界面活性剤が例挙できる。
「新生化学実験講座1タンパク質I−分離・精製・性質
−」(1990年発行、(社)日本生化学会編集、東京
化学同人)p53〜p66にも詳細に記載されているの
で、適宜選択し使用すればよい。
In separating an enzyme from a culture, a conventional enzyme separation method can be used as it is. For example, cells cultured by a liquid culture method or a solid culture method are separated into a culture solution and cells by filtration or centrifugation, and then water and an aqueous solvent (sodium chloride, hydrochloric acid, acetic acid, citric acid, etc.)
An extract of the enzyme can be obtained by an appropriate extraction operation using an appropriate solution such as an aqueous solution or various buffers.
When the target enzyme is not present in a solubilized state in the cells, the enzyme can be solubilized using a buffer solution containing a surfactant to obtain an enzyme extract. Here, as the surfactant, sodium dodecyl sulfate (S
DS), sodium cholate, sodium deoxycholate (DOC), cetyltrimethylammonium bromide (C16TAB), dodecylpyridinium chloride,
3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio]
Ionic surfactants such as -1-propanesulfonic acid (CHAPS), polyoxyethylene isooctyl phenyl ether (Triton X series), polyoxyethylene sorbitol ether (Tween series), and polyoxyethylene nonyl phenyl ether (Nonident P40) ) And the like.
"Neochemical Chemistry Laboratory Course 1 Protein I-Isolation / Purification / Properties-" (published in 1990, edited by The Biochemical Society of Japan, Tokyo Kagaku Dojin) p53-p66. do it.

【0011】このようにして得られた酵素抽出液にメタ
ノール、エタノール、イソプロパノール、アセトンなど
を用いて酵素を沈澱させる。あるいは、酵素液に硫酸マ
グネシウムなどを用いて塩析を行う。次に、得られた沈
澱を乾燥粉末化し、これを透析する。あるいは、リン酸
カルシウム、アルミナ、ベントナイト、イオン交換樹脂
などを用いての吸着及び脱着により精製する。ここで、
白沈澱剤(核酸、タンニン酸、リン・タングステンな
ど)による沈澱法、重金属による不純物除去法、等電点
における沈澱法、電気透析法などの精製手段によっても
よい。また、硫酸アモニウムなどの塩やポリエチレング
リコールなどの添加による結晶化法によって均一の結晶
酵素標品を単離することなどもできる。
The enzyme is precipitated in the thus obtained enzyme extract using methanol, ethanol, isopropanol, acetone or the like. Alternatively, salting out is performed using magnesium sulfate or the like for the enzyme solution. Next, the obtained precipitate is dry-pulverized and dialyzed. Alternatively, purification is performed by adsorption and desorption using calcium phosphate, alumina, bentonite, ion exchange resin and the like. here,
Purification methods such as a precipitation method using a white precipitant (nucleic acid, tannic acid, phosphorus / tungsten, etc.), a method of removing impurities with heavy metals, a precipitation method at an isoelectric point, and an electrodialysis method may be used. In addition, a uniform crystal enzyme preparation can be isolated by a crystallization method by adding a salt such as amonium sulfate or polyethylene glycol.

【0012】これら分離に到る種々過程において酵素含
有物が得られる。例えば、細胞を含有する培養液、培養
生菌体、アセトンなどによって脱水処理された風燥菌
体、菌体破砕物、種々の段階まで精製された部分精製物
などである。精製度が高いほど活性も高くなるが、反
面、製造コストも高くなる。前述したように、本酵素含
有物には植物病原菌管理に関する難点がないから、用途
に応じて適宜使用すればよい。
[0012] In various processes leading to these separations, enzyme-containing substances are obtained. For example, a culture solution containing cells, viable cultured cells, air-dried cells dehydrated with acetone or the like, disrupted cells, partially purified products purified to various stages, and the like. The higher the degree of purification, the higher the activity, but on the other hand, the higher the production cost. As described above, the present enzyme-containing material does not have any problems with respect to the control of phytopathogenic bacteria, and thus may be appropriately used depending on the application.

【0013】このようにして微生物から得られた酵素の
性質を以下に記す。作用 スクロース、D−グルコース、D−グルコシドなどの糖
類の3位の水酸基を特異的に脱水素により酸化し、3ケ
ト糖を生成する。
The properties of the enzymes obtained from the microorganisms are described below. Action The hydroxyl group at position 3 of saccharides such as sucrose, D-glucose, and D-glucoside is specifically oxidized by dehydrogenation to generate a 3-keto sugar.

【0014】基質特異性 グルコースに対する活性を100としての各種糖に対す
る相対活性を表1に示す。無水環状糖アルコールである
1,5−アンヒドロ−D−グルシトールの3位の水酸基
を認識することで1,5−アンヒドロ−D−グルシトー
ルに対しても作用する。
Table 1 shows the relative activities for various sugars with the activity for substrate-specific glucose as 100. It also acts on 1,5-anhydro-D-glucitol by recognizing the 3-position hydroxyl group of 1,5-anhydro-D-glucitol which is an anhydrous cyclic sugar alcohol.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】至適pH及び安定pH範囲 グルコースを基質としイオン強度0.05に調節したリ
ン酸ナトリウム緩衝液及びグリシンーNaOH緩衝液を
pH範囲6〜10.5に調節し、pHの影響を調べた結
果を図1に示す。至適pHは8である。また、この緩衝
液中で、37℃、30分間加熱後の残存活性を調べた結
果を図2に示す。pH6〜9の範囲で80%以上の残存
活性を示す。尚、図2において、pH6より酸性側を示
していないのは、活性測定を行う際に電子受容体として
用いるPMSが緩衝液中で不安定であって信頼性のある
値が得られないためである。
Optimum pH and stable pH range A sodium phosphate buffer and a glycine-NaOH buffer adjusted to an ionic strength of 0.05 using glucose as a substrate were adjusted to a pH range of 6 to 10.5, and the influence of pH was examined. The results are shown in FIG. The optimum pH is 8. FIG. 2 shows the results of examining the residual activity after heating at 37 ° C. for 30 minutes in this buffer. It shows a residual activity of 80% or more in the pH range of 6 to 9. In FIG. 2, the reason why the acid side is not shown above pH 6 is that PMS used as an electron acceptor when measuring the activity is unstable in a buffer solution and a reliable value cannot be obtained. is there.

【0017】活性の測定法 Hayano,KとFukui,S.(1967)JB
C,242,3665.に記載の方法を一部改変(pH
7.0をpH8.0に変更、反応温度を20℃から37
℃に変更、電子受容体をDCIP(2,6―ジクロロフ
ェノールインドフェノール)単独からPMS(フェナジ
ンメトサルフェート)とDCIPとの併用に変更)して
酵素活性を測定した。即ち、77mMのグルコースを基
質として用い、電子受容体として0.75mMのPMS
と0.75mMのDCIPとを含む25mMのトリス塩
酸緩衝液(pH8.0)20μl中に酵素含有液を5μ
l添加し、すばやく混合し、3分間反応させ、還元され
たDCIPの生成量を600nmの吸光度の減少量によ
り測定(DCIPのpH8.0での600nmの吸光計
数から換算)した。尚、上記条件下で、1分間に1μM
のDCIPを還元する酵素量を1unitとする。
Methods for measuring activity Hayano, K and Fukui, S .; (1967) JB
C, 242 , 3665. Partially modified the method described in (pH
7.0 was changed to pH 8.0, and the reaction temperature was changed from 20 ° C to 37 ° C.
° C and the electron acceptor was changed from DCIP (2,6-dichlorophenolindophenol) alone to a combination of PMS (phenazine methosulfate) and DCIP) to measure the enzyme activity. That is, 77 mM glucose was used as a substrate, and 0.75 mM PMS was used as an electron acceptor.
And 5 μl of the enzyme-containing solution in 20 μl of 25 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 0.75 mM DCIP.
1 was added, mixed quickly, reacted for 3 minutes, and the amount of reduced DCIP produced was measured by the decrease in absorbance at 600 nm (converted from the absorbance coefficient of DCIP at 600 nm at 600 nm). Under the above conditions, 1 μM per minute
The amount of the enzyme that reduces DCIP is 1 unit.

【0018】作用適温の範囲 グルコースを基質とし25mMトリス−塩酸緩衝液中で
の酵素活性の温度依存性を調べた結果を図3に示す。作
用適温は40〜65℃、至適温度は約55℃である。
Figure 3 shows the results of examining the temperature dependence of enzymatic activity with hydrochloric acid buffer solution - [0018] The range of glucose acting optimum temperature 25mM Tris as a substrate. The optimum temperature for operation is 40 to 65 ° C, and the optimum temperature is about 55 ° C.

【0019】温度による失活 0.2%トライトンX−100を含む10mMリン酸緩
衝液(pH6.0)に溶解し、各温度で30分間処理
し、グルコースを基質として活性測定した結果を図4に
示す。4℃〜37℃の処理では80%以上の活性が維持
され安定であるが、55℃で30分間の加熱でほぼ完全
に失活する。
Inactivation by temperature : Dissolved in 10 mM phosphate buffer (pH 6.0) containing 0.2% Triton X-100, treated at each temperature for 30 minutes, and measured the activity using glucose as a substrate. Shown in In the treatment at 4 ° C. to 37 ° C., the activity of 80% or more is maintained and stable, but it is almost completely deactivated by heating at 55 ° C. for 30 minutes.

【0020】阻害、活性化及び安定化 カルシウムイオンによる活性阻害は認められず、エチレ
ンジアミン4酢酸ナトリウムによる失活も見られい。ト
リス−塩酸緩衝液を用いてイオン濃度の影響を調べた結
果を図5に示す。イオン濃度が50mM〜100mMの
範囲で活性が一定化し、50mMより低いイオン濃度で
は活性が低くなる。
Inhibition, activation and stabilization No activity inhibition by calcium ions was observed, and no deactivation by sodium ethylenediaminetetraacetate was observed. FIG. 5 shows the result of examining the effect of ion concentration using a Tris-HCl buffer. The activity becomes constant when the ion concentration is in the range of 50 mM to 100 mM, and the activity decreases when the ion concentration is lower than 50 mM.

【0021】分子量 界面活性剤を用いて細胞膜から可溶化したため、通常の
タンパク質の分子量測定に使用されるゲル濾過法を適用
することが困難であったので、SDS−ポリアクリルア
ミド電気泳動法で測定したところ、約67,000ダル
トンと推定された。ここで、SDSによる酵素の変性条
件を変えると、20,000ダルトン付近にもバンドを
形成することがあり、サブユニット構造をとる可能性を
示しているものと考えた。
Since it was difficult to apply the gel filtration method used for measuring the molecular weight of ordinary proteins because it was solubilized from the cell membrane using a molecular weight surfactant, it was measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. However, it was estimated to be about 67,000 daltons. Here, when the denaturing conditions of the enzyme by SDS were changed, a band could be formed at around 20,000 dalton, which was considered to indicate the possibility of taking a subunit structure.

【0022】均一性 ファルマシア社製のファストシステム(PhastSy
stem)を用いて、ファストゲルグラジエント8−2
5%(ファルマシア社製)でのポリアクリルアミド電気
泳動法により評価を行った。サンプル挿入部から移動界
面までの距離をRf値=1.00として、Rf値が約
0.44のところに銀染色により単一なバンドの形成が
確認された。電気泳動後、直ちに、このゲルを375μ
MPMS、200μMニトロテトラゾリューム塩(NB
T)、250mMグルコースを含む25mMリン酸ナト
リウム緩衝液(pH8.0)中に浸漬し、遮光した状態
で37℃、一晩反応させたところ、酵素活性を有するバ
ンド部分には、還元されたNBTが沈澱物を形成し、活
性が確認できた。活性の確認されたバンドRf値と銀染
色により単一バンドのRf値は完全に一致した。従っ
て、得た酵素は、電気泳動的均一標品である。
Uniformity Fast system manufactured by Pharmacia (PastSy)
fast gel gradient 8-2
Evaluation was performed by polyacrylamide electrophoresis at 5% (manufactured by Pharmacia). Assuming that the distance from the sample insertion portion to the moving interface was Rf = 1.00, formation of a single band was confirmed by silver staining at an Rf value of about 0.44. Immediately after electrophoresis, the gel was
MPMS, 200 μM nitrotetrazolium salt (NB
T), immersed in a 25 mM sodium phosphate buffer (pH 8.0) containing 250 mM glucose and reacted overnight at 37 ° C. in the light-shielded state. The band portion having enzyme activity showed reduced NBT Formed a precipitate, and the activity was confirmed. The band Rf value for which activity was confirmed completely coincided with the Rf value of the single band by silver staining. Thus, the resulting enzyme is an electrophoretically homogeneous preparation.

【0023】酵素の精製方法 微生物をATCC指定の培養条件にて培養し、遠心分離
して集菌し、フレンチプレスで菌体を破砕し、10mM
リン酸緩衝液(pH6)中で撹拌し、遠心分離して破砕
菌体を除去し、沈澱を2%トライトンx−100で可溶
化して酵素含有液を得る。この酵素含有液をDEAEト
ヨパールカラムに通して酵素を吸着させた後、トライト
ンX−100を0.2%とNaClを0〜0.5M含む
10mMリン酸緩衝液(pH6)により酵素を溶出し、
次に、この溶出した酵素をPhenylトヨパールカラ
ムに通して酵素を吸着させた後、トライトンX−100
を0.05%含む10mMリン酸緩衝液(pH6)にN
aClを0.5〜0M添加した緩衝液を用いて酵素を溶
出する。更に、活性画分をDEAE5PWカラムに通し
て酵素を吸着させた後、トライトンX−100を0.2
%とNaClを0〜0.5M含む10mMリン酸緩衝液
(pH6)により酵素を溶出する。
Enzyme purification method Microorganisms are cultured under culture conditions specified by the ATCC, centrifuged to collect the cells, the cells are disrupted by a French press, and 10 mM
The mixture is stirred in a phosphate buffer (pH 6), centrifuged to remove broken cells, and the precipitate is solubilized with 2% Triton x-100 to obtain an enzyme-containing solution. After passing the enzyme-containing solution through a DEAE Toyopearl column to adsorb the enzyme, the enzyme is eluted with a 10 mM phosphate buffer (pH 6) containing 0.2% Triton X-100 and 0 to 0.5M NaCl. ,
Next, the eluted enzyme was passed through a Phenyl Toyopearl column to adsorb the enzyme, and then Triton X-100 was used.
In 10 mM phosphate buffer (pH 6) containing 0.05%
The enzyme is eluted using a buffer containing 0.5 to 0 M of aCl. Further, the active fraction was passed through a DEAE5PW column to adsorb the enzyme.
The enzyme is eluted with a 10 mM phosphate buffer (pH 6) containing 0% and 0.5M NaCl.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

<実施例1>サイトファーガ・マリノフラバATCC1
9326を、1l当りポリペプトン10g、酵母エキス
2g、MgSO4・7H2O1g,NaCl25g、グル
コース10g含む培地中で、7l/分の通気撹拌条件
下、OD660の値が3.0に達するまで培養(25℃)
し、培養菌体を遠心分離により集菌後、3%のNaCl
を含む10mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.0)で
洗浄し、フレンチプレス(1000kgf)を3回行
い、破砕した。次いで、未破砕の菌体を除去するため
に、4℃、4,000xg、20分の遠心分離を行って
上澄みを得、再度、この上澄みを4℃、160,000
xg、90分間超遠心分離を行い、D−グルコシド3−
デヒドロゲナーゼとしての酵素活性を有する細胞膜画分
(沈澱物)を得た。ちなみに、得た上澄みについてはD
−グルコシド3−デヒドロゲナーゼとしての酵素活性が
なかった。
<Example 1> Cytoferga Marino Flava ATCC1
The 9326, 1l per polypeptone 10 g, yeast extract 2g, MgSO 4 · 7H 2 O1g , NaCl25g, in a medium containing glucose 10 g, cultured until 7l / min aeration conditions, the value of OD 660 reached 3.0 ( 25 ℃)
After the cells were collected by centrifugation, 3% NaCl
Was washed with a 10 mM potassium phosphate buffer solution (pH 6.0) containing, and crushed by a French press (1000 kgf) three times. Then, in order to remove unbroken cells, centrifugation was performed at 4,000 × g for 20 minutes at 4 ° C. to obtain a supernatant.
xg, ultracentrifugation for 90 minutes to give D-glucoside 3-
A cell membrane fraction (precipitate) having enzymatic activity as a dehydrogenase was obtained. By the way, about the obtained supernatant,
-No enzyme activity as glucoside 3-dehydrogenase.

【0025】<実施例2>実施例1で得た細胞膜画分
(湿重量50mg)につき、2%トライトンX−100
を含む10mMリン酸カリウム緩衝液(pH6.0)を
1ml加え、一夜撹拌(4℃)し、D−グルコシド3−
デヒドロゲナーゼとしての酵素活性を有する酵素含有液
を得た。ちなみに、処理後の細胞膜については、D−グ
ルコシド3−デヒドロゲナーゼとしての酵素活性は認め
らなかった。
<Example 2> 2% Triton X-100 was used for the cell membrane fraction (wet weight 50 mg) obtained in Example 1.
1 ml of a 10 mM potassium phosphate buffer solution (pH 6.0) containing D-glucoside 3-
An enzyme-containing liquid having an enzymatic activity as a dehydrogenase was obtained. Incidentally, the cell membrane after the treatment did not show any enzymatic activity as D-glucoside 3-dehydrogenase.

【0026】<実施例3、4>実施例1において、トラ
イトンX−100に代えて、コール酸ナトリウム、デオ
キシコール酸ナトリウムをそれぞれ使用した以外、すべ
て実施例1と同様にして、D−グルコシド3−デヒドロ
ゲナーゼとしての酵素活性を有する酵素含有液を得た。
ちなみに、処理後の細胞膜については、いずれも、D−
グルコシド3−デヒドロゲナーゼとしての酵素活性は認
めらなかった。
<Examples 3 and 4> D-glucoside 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that sodium cholate and sodium deoxycholate were used instead of Triton X-100. -An enzyme-containing liquid having an enzymatic activity as a dehydrogenase was obtained.
By the way, regarding the cell membrane after the treatment, D-
No enzymatic activity as glucoside 3-dehydrogenase was observed.

【0027】[0027]

【発明の効果】植物病原菌管理上の大きな難点がなく、
容易に量産することができるので、3ケト糖の生成、ま
た、糖類の定量など3ケト糖の生成を利用した種々分析
に供することができ、生化学試薬としての利用価値も大
きい。
EFFECT OF THE INVENTION There are no major difficulties in controlling plant pathogens,
Since it can be easily mass-produced, it can be subjected to various analyzes utilizing the production of triketosugar, such as the production of triketosugar, and the quantification of saccharides, and has a great value as a biochemical reagent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る酵素の作用pH範囲を示す図。FIG. 1 shows the working pH range of the enzyme according to the present invention.

【図2】本発明に係る酵素の安定pH範囲を示す図。FIG. 2 shows a stable pH range of the enzyme according to the present invention.

【図3】本発明に係る酵素の作用温度範囲を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the operating temperature range of the enzyme according to the present invention.

【図4】本発明に係る酵素の安定温度範囲を示す図。FIG. 4 shows a stable temperature range of the enzyme according to the present invention.

【図5】本発明に係る酵素のイオン濃度の影響を示す
図。
FIG. 5 is a graph showing the influence of the ion concentration of the enzyme according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C12N 9/02 - 9/08 BIOSIS(DIALOG) JICSTファイル(JOIS) MEDLINE(STN) WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C12N 9/02-9/08 BIOSIS (DIALOG) JICST file (JOIS) MEDLINE (STN) WPI (DIALOG)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】次の性質を有するD−グルコシド3−デヒ
ドロゲナーゼ (1)作用 スクロース、D−グルコース、D−グルコシドなどの糖
類の3位の水酸基を特異的に脱水素により酸化し、3ケ
ト糖を生成する。 (2)基質特異性 スクロース、D−グルコース、D−ガラクトース、マル
トース、α−メチル−D(+)−グルコシドなどの3位
の水酸基を特異的に脱水素により酸化し、3ケト糖を生
成するほか、無水環状糖アルコールである1,5−アン
ヒドロ−D−グルシトールにも作用する。 (3)至適pH イオン強度0.05の緩衝液中では、pH8に至適pH
を有する。 (4)安定pH範囲 イオン強度0.05の緩衝液中での37℃、30分間処
理では、pH6〜9の範囲で80%以上の活性を示し、
安定である。 (5)作用適温の範囲 25mMトリス−塩酸緩衝液中での作用適温は40〜6
5℃、至適温度は約55℃にある。 (6)温度による失活 0.2%トライトンX−100を含む10mMリン酸緩
衝液(pH6.0)中で55℃で30分間処理するとほ
ぼ失活する。 (7)阻害、活性化及び安定化 カルシウムイオンによる活性阻害はない。エチレンジア
ミン4酢酸ナトリウムによる失活も認められない。ま
た、トリス−塩酸緩衝液において、イオン濃度が50m
M〜100mMの範囲で活性が一定化する。 (8)分子量 SDS−ポリアクリルアミド電気泳動法により約67,
000にバンドを形成する。
1. D-glucoside 3-dehydrogenase having the following properties (1) Action The hydroxyl group at the 3-position of saccharides such as sucrose, D-glucose and D-glucoside is specifically oxidized by dehydrogenation to form a 3-keto sugar. Generate (2) Substrate specificity A hydroxyl group at position 3 such as sucrose, D-glucose, D-galactose, maltose, α-methyl-D (+)-glucoside is specifically oxidized by dehydrogenation to generate a 3-keto sugar. In addition, it acts on 1,5-anhydro-D-glucitol which is an anhydrous cyclic sugar alcohol. (3) Optimum pH In a buffer having an ionic strength of 0.05, the optimum pH is 8
Having. (4) Stable pH range When treated at 37 ° C. for 30 minutes in a buffer having an ionic strength of 0.05, it exhibits an activity of 80% or more in the pH range of 6 to 9,
It is stable. (5) Range of optimum temperature for action The optimum temperature for action in 25 mM Tris-HCl buffer is 40 to 6
5 ° C., the optimum temperature is about 55 ° C. (6) Inactivation by temperature When treated at 55 ° C. for 30 minutes in a 10 mM phosphate buffer (pH 6.0) containing 0.2% Triton X-100, almost inactivation occurs. (7) Inhibition, activation and stabilization There is no inhibition of activity by calcium ions. No deactivation by sodium ethylenediaminetetraacetate was observed. In the Tris-HCl buffer, the ion concentration is 50 m
Activity is constant in the range of M to 100 mM. (8) Molecular weight According to SDS-polyacrylamide electrophoresis, about 67,
000 to form a band.
【請求項2】 サイトファーガ属に属し、請求項1記載
D−グルコシド3−デヒドロゲナーゼを生産する微生
物を培地中で好気条件下で培養し、培養物から請求項1
記載のD−グルコシド3−デヒドロゲナーゼまたはその
含有物を得ることを特徴とする請求項1記載のD−グル
コシド3−デヒドロゲナーゼまたはその含有物の製造方
法。
2. The method according to claim 1 , which belongs to the genus Cytoferga.
A microorganism which produces D-glucoside 3-dehydrogenase is cultured in a medium under aerobic conditions, and the culture is subjected to the method according to claim 1.
The method for producing D-glucoside 3-dehydrogenase or a content thereof according to claim 1 , wherein the D-glucoside 3-dehydrogenase or the content thereof is obtained.
【請求項3】 サイトファーガ属に属し、請求項1記載
D−グルコシド3−デヒドロゲナーゼを生産する微生
物が、サイトファーガ・マリノフラバ(C.marin
oflava)ATCC19326であることを特徴と
する請求項2に記載の製造方法。
3. The method according to claim 1 , which belongs to the genus Cytoferga.
Roh microorganisms to produce D- glucoside 3-dehydrogenase, site fur moth-Marinofuraba (C.marin
3. The method according to claim 2, characterized in that it is offlava) ATCC 19326.
【請求項4】 サイトファーガ属に属し、請求項1記載
D−グルコシド3−デヒドロゲナーゼを生産する微生
物の細胞膜画分を分離した後、界面活性剤により請求項
1記載のD−グルコシド3−デヒドロゲナーゼを可溶化
し採取することを特徴とする請求項2または請求項3の
いずれかに記載の製造方法。
4. The method according to claim 1 , which belongs to the genus Cytoferga.
After separation of the cell membrane fraction of microorganisms producing Roh D- glucoside 3- dehydrogenase claim by a surfactant
The method according to claim 2 or 3 , wherein the D-glucoside 3-dehydrogenase according to (1) is solubilized and collected.
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